Этой статьей наш сайт продолжает целый цикл полезных материалов, целью которых станет облегчение выбора какого-либо товара из тысяч предложенных на рынке вариантов. Согласитесь, выбор конкретной модели какого-то устройства всегда отнимает много времени, которое можно потратить с пользой. В сегодняшнем материале мы поговорим о выборе ИБП.
Введение
Электричество - это главное, с чего начинается работа современного человека. Без электричества ваш персональный компьютер просто не включится, у вас не получится подзарядить нужный в работе гаджет или просто развлечься, играя в компьютерные игры. Даже в современных городах и домах электросеть может давать сбои - в жару может выйти из строя из строя электростанция, иногда резко может измениться напряжение тока и так далее. Как защитить свой ПК в таких случая? Ответ прост - использовать ИБП , источник бесперебойного питания.
Основных причин порчи электрооборудования две - внезапное прекращение подачи питания и скачки напряжения . Именно ИБП помогут этих проблем избежать. В случае отключения тока в сети благодаря встроенной батарее они могут обеспечивать ПК электричеством на протяжении временного промежутка от нескольких минут до нескольких часов. За это время вы или сможете спокойно закончить работу, или сохранить все важные документы и выключить устройство в штатном режиме (а некоторые ИБП могут сделать это и без участия пользователя). Также ИБП защищают и от скачков напряжения, “выравнивая” ток, который поступает в блок питания устройства.
Разные ИБП очень сильно отличаются друг от друга. Одни могут быть предназначены для использования с не слишком мощными офисными компьютерами, другие - с производительными серверами, которым необходимо обеспечить беспрерывную круглосуточную работу несмотря на грозы и поломки сети. В итоге потратить на покупку “бесперебойника” можно как $100, так и $10000, и именно поэтому нужно знать тонкости их выбора.
Насколько мощный вам понадобится ИБП? Это можно довольно просто подсчитать. Для начала взгляните на максимальную мощность блока питания вашего ПК - например, 400 Вт. Эти 400 Вт он наверняка не использует постоянно - вряд ли энергопотребление такого ПК превышает 250-300 Вт, но запас в вычислениях не помешает и увеличит время, которое ИБП даст на завершение работы. Минимальное число Вольт-Ампер ИБП (см. пункт выходная мощность в следующем разделе) вычисляется по формуле 1.6 * (мощность блока питания), то есть в случае с БП мощностью 400 Вт составит 640 ВА.
Подсчитать точное время автономной работы гораздо сложнее - тут все зависит от множества факторов, и лучше обратиться к официальному руководству или описанию ИБП от производителя. Если же хочется все делать самим, а не доверять производителю, то вам понадобится узнать четыре характеристики устройства: выходную мощность, количество батарей, их вольтаж и емкость в Ампер-часах (скорее всего, чтобы все это найти придется потрудиться). Формула будет такой:
(вольтаж * емкость батарей * КПД) / выходная мощность = Х
Для получения итогового количества минут Х нужно умножить на 60. То есть ИБП с параметрами 700 Вт / 12 В / 9 А*ч / КПД 90% сможет обеспечивать энергией наш 400 Вт компьютер примерно в течение 8.3 минут.
Важные характеристики ИБП
Все ИБП разделяют на три вида: интерактивные, резервные и ИБП с двойным преобразованием.
Резервные ИБП — самый простой тип “бесперебойников”. Они самостоятельно механическим путем переключаются на использование внутреннего аккумулятора при сбое в сети. Это переключение занимает от 20 до 100 мс - большая часть потребительской электроники и компьютеров в этом случае продолжит работать в штатном режиме.
Интерактивные ИБП похожи на резервные, но используют специальный трансформатор, который позволяет “выравнивать” напряжение в сети гораздо лучше. Если вы часто замечаете, что лампочки дома горят не слишком ярко - это означает, что такой ИБП вам не помешает.
ИБП с двойным преобразованием - самые дорогие и самые сложные в устройстве. Вместо переключения на резервные батареи в случае сбоя они постоянно фильтруют ток из стационарной сети, что позволяет ни на одну миллисекунду не терять напряжения. Такие ИБП стоят в несколько раз дороже интерактивных при прочих равных характеристиках и предназначаются для использования с серверами и чувствительными приборами - скорее всего, вам такой не понадобится.
Полная выходная мощность, ВА
Характеризует максимальную величину мощности нагрузки, которую можно подключить к устройству. Рекомендованные значения: 350-700 ВА для офисных ПК, 700-1000 ВА для рабочих станций и игровых ПК, 1000+ ВА для серверов.
Активная выходная мощность, Вт
Характеризует максимальную мощность подключенных к ИБП устройств. Лучше всего использовать ИБП, активная выходная мощность которого примерно на 20% выше мощности, к примеру, блока питания компьютера и монитора вместе взятых.
Время работы при полной загрузке
Как уже было сказано выше, точное время автономной работы в каждом конкретном случае определить довольно тяжело. Чаще всего производители указывают этот параметр для случая полной загрузки ИБП. В обычных моделях этот параметр не превышает 5-15 минут, а ИБП для серверов могут автономно работать до нескольких часов.
Количество выходных разъемов питания
Обычно ИБП включают в себя как розетки, защищенные от отключения питания в сети, так и розетки, которые защищены только от перепадов напряжения. При покупке учтите количество и тех, и тех - скорее всего, вам понадобится как минимум две розетки первого типа (в случае стационарного компьютера - для ПК и монитора).
Интерфейсы USB, RS-232, Ethernet, подключение к ОС
Почти любой ИБП должен не просто быть подключенным к сети, но и “общаться” с операционной системой компьютера, чтобы отдавать ей команды и получать необходимую информацию. При покупке ИБП обязательно убедитесь в том, что он совместим с ОС вашего ПК, а подключить его не составит труда - через USB, COM-порт или же Ethernet.
Холодный старт
Этот режим работы ИБП позволяет включать компьютер при полном отсутствии напряжения в стационарной сети и наличии заряда в батареях устройства. Может пригодится в довольно неожиданных случаях.
Защита локальной сети и телефонной линии
Не лишним будет защитить от перепадов напряжения проводную локальную сеть и телефонный провод, если вы их используете. ИБП, которые это поддерживают, обычно не слишком сильно отличаются по цене от других.
Наличие дисплея
Небольшой ЖК-экран позволит легко узнать информацию о параметрах сети и времени автономной работы, которое у вас осталось. Это необязательная “фишка”, но отрицать дополнительный комфорт, который она дает, нельзя - без экрана вам останется лишь слушать пищание устройства и смотреть на его светодиоды, что далеко не так интуитивно понятно.
Возможность замены батарей
Аккумуляторы в ИБП обычно служат на протяжении 3-5 лет, и по истечении этого срока они будут нуждаться в замене. Почти во всех случаях рекомендуется покупать ИБП с этой возможностью - исключением являются лишь дешевые модели, замена батарей в которых обойдется примерно в столько же, сколько и покупка нового “бесперебойника”.
Топ-5 лучших ИБП для обычных ПК
Отличный и недорогой ИБП с информативным экраном и полной мощностью в 1350 ВА. Имеет 8 розеток (4 с подключением к батарее и 4 с защитой от скачков напряжения) и предназначен для домашнего использования. Благодаря сравнительно компактному дизайну поместится под обычный стол. Автоматически выключит подключенные к нему устройства в случае потери питания сети и умеет защищать телефонную линию и проводную локальную сеть.
Дорогая и мощная модель для домашнего использования. 8 розеток для самых разных устройств с подключением к батарее, удобный LCD-дисплей, мощное ПО, множеств дополнительных функций.
Мощный и надежный интерактивный ИБП для дома и офиса. 10 розеток, 5 из которых подключены к батареям, информативный ЖК-экран, возможность замены батарей и многое другое.
Простейшая модель резервного типа: очень короткое время автономной работы, минимальный набор функций, 8 розеток, 4 из которых подключены к батарее и невысокая стоимость.
Похожая на APC Smart-UPS C 1500VA LCD модель. Отличается более высокой активной мощностью, лучшей защитой от скачков напряжения и слотом для дополнительных интерфейсов. Время автономной работы при этом немного меньше.
Заключение
Надеемся, что эта статья помогла вам разобраться с непростой задачей выбора источника бесперебойного питания. В следующий раз мы расскажем о лучших компьютерных колонках!
Определите цель применения ИБП и его первоочередное назначение. Важный показатель – частота использования и тип подключаемой нагрузки. В том случае, когда происходит выбор ИБП для домашнего, бытового использования с редкими отключениями электроэнергии, можно рассматривать линейно-интерактивный тип или резервный. В случае с коммерческим применением или промышленным, потребуется устройство on-line типа. Обращаем Ваше внимание, что это общие рекомендации, чтобы определить правильность выбора класса ИБП, звоните в департамент продаж систем гарантированного электроснабжения (+380 44 383 3663).
3. Подбор ИБП по характеристикам
При помощи калькулятора сделайте подбор ИБП по заданным параметрам. В базе калькулятора более 16"000 моделей источников бесперебойного питания и инверторов напряжения. Выбор ИБП происходит по обновляющейся базе, где присутствуют большинство зарубежных торговых марок General Electric , INVT , Riello UPS , Socomec, Borri, Emerson, Eaton, APC, Legrand, Voltitronic, Ippon , а также украинские производители: Reserve , Volter , SinPro, Integral, Phantom и другие. Также база содержит автономные и гибридные инверторы напряжения линейно-интерактивного и резервного типа Victron Energy , Power Star , Stark Country , MeanWell, TBS Electronics и другие.
Внимание! В базе отсутствуют бюджетные модели украинского и китайского производства, которые не отвечают заявленным техническим характеристикам, не обеспечивают должного качества заряд аккумулятора и относятся к ненадежному классу устройств.
По состоянию на 2017 год можно выделить некоторые проверенные бренды, которые завоевали значительную долю рынка Украины. Условно, ИБП и инверторы можно разбить на несколько сегментов по стоимости, но не стоит предполагать, что чем дешевле продукт, тем чаще он будет выходить из строя. Как показывает опыт использования на примере наших клиентов, даже недорогие ИБП могут работать не менее качественно, ведь главное сделать правильное техническое задание и в полном соответствии с ним подобрать подходящую модель.
Появление этой статьи вызвано часто встречающимся непониманием технических терминов, характеристик и особенностей источников бесперебойного питания (ИБП ) или UPS . К выбору ИБП необходимо, на наш взгляд, подходить также основательно как и к выбору автомобиля . При этом решающую роль могут играть не только основные характеристики:- мощность ИБП/UPS,
- габариты ИБП/UPS ,
- время автономной работы, и т. д.
В последнее время появилось определенное количество статей в которых вводятся расчетные величины и с легкостью доказывается превосходство одной марки UPS над другой. При этом некоторые технические характеристики не указываются или указываются только те, которые выгодно показывать для данных моделей. Характерный пример - обычно в каталогах на UPS небольшой мощности обычно не указывается величина допустимой перегрузки инвертора, на основании этого в одной из статей был сделан вывод, что UPS многих фирм (Off-line и line-interactive) не могут работать с перегрузкой. В данной статье мы постараемся воздержаться от введения каких-либо искусственных технико-экономических показателей. Однако мы понимаем, что вопрос цены, в большинстве случаев является определяющим при выборе UPS . Вернемся к UPS и тем особенностям, техническим характеристикам, на которые необходимо обращать внимание при выборе оборудования.
Во первых, надо определиться для чего приобретается источник или система бесперебойного питания , что вы хотите защитить и от чего. Для этого определим, какие UPS существуют, и какой уровень защиты обеспечивает та или иная технология изготовления, а также список наиболее встречающихся неполадок в электросети. Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:
- исчезновение напряжения,
- провал напряжения,
- повышение напряжения,
- понижение напряжения,
- электромагнитные и радиочастотные помехи,
- высоковольтный импульс,
- переходный процесс при коммутации,
- искажение синусоидальности напряжения.
off-line UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна. Небольшие габариты и простой дизайн. Ценовая ниша - самый дешевый. Защищает от 3-х неполадок в электросети.
line-interactive UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Имеет автотрансформатор благодаря чему может работать в широком диапазоне входных напряжений без перехода на аккумуляторы. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна или синусоида. Привлекательный внешний вид, небольшие габариты. Ценовая ниша - небольшая цена для тех задач которые он может решать. Защищает от 5-ти неполадок в электросети.
on-line UPS - источник бесперебойного питания с двойным преобразованием защищает нагрузку от большинства неполадок в сети. Переход на работу с основной сети на работу от аккумуляторов происходит без разрыва синусоиды на выходе. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Ценовая ниша - дорого, но это лучшее, что есть на данный момент. Защищает от 9-ти неполадок в электросети. Чаще всего причина приобретения UPS инициировано только одной неполадкой в электросети - исчезновением напряжения и стремлением, обеспечить корректное завершение задач или технологических циклов. Однако нельзя забывать, что UPS решает большое количество задач, таких как стабилизация напряжения, устранение помех и искажений, информационная защита и т. д. Поэтому рассмотрим характеристику, с которой обычно начинается выбор оборудования - мощность. В данной части будут рассматриваться только UPS построенные по технологии on-line.
Мощность UPS - номинальная выходная мощность источника (мощность инвертора UPS ). Указывается в ВА. Обычно выходная мощность UPS указывается в названии самого источника, или указывается через слеш, дефис, таким образом мощность аппарата легко читается в названии. Следующее что необходимо узнать это соотношение активной мощности и полной на выходе инвертора, или так называемый коэффициент мощности Pf.
Коэффициент мощности.
Коэффициент мощности - величина очень универсальная и характеризует не только выходные данные ИБП , как источника электрической энергии для потребителя, но и сам ИБП как нагрузку для трансформаторной подстанции, дизель-электростанции или другого источника электроэнергии. Определение:
Коэффициент мощности Pf - отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение Pf. равно 1.
Электрическая мощность (э. м.) - физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. Называется активной мощностью.
Активная мощность (P) - среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения U и силы тока I и от косинуса j, где j - угол сдвига фаз между U и I. Единица измерения А. м. - ватт (Вт). В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью.
Реактивная мощность (Q) - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj. Измеряется в варах.
Полная мощность , кажущаяся мощность, величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S=U?I; для синусоидального тока (в комплексной форме) и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением: S2= P2+ Q2 , где Р - активная мощность, Q - реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Измеряется в ва. Для цепей несинусоидального тока Э. м. равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник:
Для трехфазных цепей Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз.
Р. м., потребляемая в электрических сетях, вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках Р. м. может быть значительно больше активной мощности. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для этой цели вполне подходят источники бесперебойного питания с высоким коэффициентом входной мощности.
чаще всего носит комплексный характер и коэффициент мощности не превышает 0.8, а для компьютеров составляет около 0.7. Таким образом, логично заключить, что выходной коэффициент мощности UPS или коэффициент мощности инвертора может быть не более 0.8, что и реализовано в большинстве моделей источников. Существует ряд моделей UPS, которые имеют инвертор с коэффициентом мощности равным 1. Такие источники имеют преимущество при работе с чисто активной нагрузкой (например, нагревательные элементы).Совсем другое дело, когда мы говорим о входном коэффициенте мощности. Если Pfвых. для UPS это характеристика нагрузки, то Pfвх характеризует влияние UPS на электросеть, т.е. то количество искажений, которые вносит аппарат во внешнюю сеть. Данная характеристика напрямую влияет на возможность работы UPS с другими источниками электроэнергии (дизель-генератор). Все фирмы стремятся увеличить этот показатель и приблизить его к 1, причем во всем диапазоне нагрузок. Для этого разработаны новые IGBT выпрямители и выпрямители с коррекцией коэффициента входной мощности. Пример тому выпуск новой линии UPS PW 9340 большой мощности фирмой POWERWARE , имеющими на входе IGBT выпрямитель с функцией коррекции коэффициента мощности. Одними из первых, кто стал применять UPS c IGBT выпрямителем финская фирма Fiskars, вошедшая в состав Exide Electronics./Powerware , и начавшая серийный выпуск аппаратов по такой технологии в 1996г. (модель Profile , новое название PW9150 ). Применение UPS с высоким коэффициентом входной мощности позволит получить экономию электроэнергии, особенно при работе с нагрузкой имеющий нелинейный характер. Приведем пример. В 2000 году на заводе по производству волоконно-оптического кабеля под Москвой была установлена система бесперебойного электропитания обеспечивающая работу всех технологических линий цеха. Мощность системы бесперебойного электропитания составила 480кВА. Система была построена на четырех параллельно работающих UPS . Во время испытаний на реальную нагрузку были произведены замеры токов, напряжений и мощности на входе и выходе системы бесперебойного питания.
- Потребляемая мощность системы бесперебойного электропитания - 187кВА/187кВт
- Коэффициент мощности - 1.0
- Мощность потребляемая цехом - 245кВА/169кВт
- Коэффициент мощности - 0.69 КПД системы 90.3%
К сожалению, потребителю электроэнергии приходится платить не за активную (полезную) мощность, а за полную мощность. Разница в мощности на входе и на выходе системы бесперебойного питания составила 58 кВА ! Необходимо учесть, что тариф за потребление электроэнергии с низким cosj (Pf) существенно выше. Таким образом, применение системы бесперебойного питания позволило не только защитить оборудование от исчезновения и провалов напряжения, но и получить существенную экономию электроэнергии.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при выборе системы бесперебойного питания необходим комплексный подход, который позволит решить не только сиюминутные задачи, но и получить дополнительные преимущества. Применение современных UPS (аналогичных сериям PW 9150 (Powerware 9150), PW 9155 (Powerware 9155), PW 9305 (Powerware 9305), PW 9340 (Powerware 9340), PW 9370 (Powerware 9370) ) позволяет решать задачи энергосбережения. .
"Электросистемы"
Соколов С.В. директор по развитию ТХ "Электросистемы"
Номинальная мощность источника бесперебойного питания – это один из самых важных технических параметров, который необходимо учитывать при выборе ИБП. Неправильный расчет мощности ИБП, как минимум, приведет к тому, что источник бесперебойного питания будет постоянно перегружаться, а значит, не сможет выполнять свое основное назначение – защищать оборудование. В худшем случае при значительной перегрузке ИБП может сам стать причиной сбоя в энергоснабжении ответственной нагрузки.
Расчет мощности ИБП. Теория.
Номинальная мощность источника бесперебойного питания определяется исходя из мощности подключенной к нему нагрузки. Здесь под нагрузкой мы понимаем суммарную мощность всех электроприборов, которые планируется подключить к ИБП . Следовательно, нужно правильно рассчитать мощность нагрузки и на основании расчета выбрать источник бесперебойного питания. Важное уточнение – при расчете следует исходить как из полной, так и из активной мощности нагрузки. Вспомним некоторые данные из курса школьной физики.
Полная мощность (единица измерения ВА, VA – вольт-ампер) это вся мощность, потребляемая нагрузкой. Полная мощность состоит из двух составляющих – активной мощности (единица измерения Вт, W – Ватт) и реактивной мощности (единица измерения var, вар – вольт-ампер реактивный). Как правило, подавляющее большинство нагрузок имеют как активную, так и реактивную составляющие.
– нагрузка, в которой вся потребляемая энергия преобразуется в тепло. Реактивная составляющая у такой нагрузки настолько мала, что ей можно пренебречь. К активным нагрузкам относятся различные нагревательные приборы (обогреватели, ТЭНы и т.д.), лампы накаливания, утюги и электроплиты. Как правило, производитель электроприборов указывает мощность такой нагрузки в Ваттах. – все прочие нагрузки. Реактивная нагрузка может носить индуктивный или емкостной характер. Типичным представителем нагрузки с реактивной составляющей, имеющей индуктивный характер, является электродвигатель. Полная мощность электродвигателя P и активная мощность P a связаны между собой коэффициентом cos φ.Значение cos φ обычно указывается в техническом паспорте изделия.
Расчет мощности ИБП. Методика.
Чаще всего производители источников бесперебойного питания в технической спецификации на оборудование указывают полную и активную мощность ИБП. Реже можно встретить указание на полную мощность и значение выходного коэффициента мощности. В последнем случае активную мощность ИБП можно рассчитать по формуле
Здесь
P – полная мощность ИБП
P а – активная мощность ИБП
P F – коэффициент мощности по выходу (указывается в технической спецификации на источник бесперебойного питания)
Для того чтобы подобрать по мощности необходимую модель источника бесперебойного питания нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов, которые планируется подключить к ИБП. Расчет следует проводить как для активной, так и для полной мощности нагрузки, то есть в итоге у вас должно получиться две цифры – полная мощность нагрузки (в вольт-амперах) и активная мощность нагрузки (в ваттах). Алгоритм расчета приблизительно следующий
1. Составьте список электрооборудования, которое планируете подключить к ИБП.
2. Определите полную мощность каждого устройства одним из следующих способов
- Полная мощность указывается производителем в паспорте на прибор.
- Если в паспорте указана активная мощность оборудования, то рассчитайте полную мощность по формуле, приведенной ниже.
Здесь
P – полная мощность устройства
P а – активная мощность устройства
cos φ – коэффициент мощности (указывается в паспорте устройства). Если cos φ в паспорте не указан, то для расчета исходим из того, что cos φ = 0,7. Для активной нагрузки (обогреватели, лампы накаливания и т.д.) cos φ = 1.
3. Важное замечание. Если вы планируете подключить к ИБП электродвигатель либо электроприбор, в состав которого входит электродвигатель, то при расчете мощности нужно обязательно учитывать пусковые токи. Любой электродвигатель в момент включения потребляет значительно больше мощности, чем в номинальном режиме работы. Поэтому чтобы избежать перегрузки источника бесперебойного питания, паспортное значение мощности устройства нужно умножить как минимум на 5, а лучше на 7.
4. Для получения значения полной мощности вашей нагрузки просуммируйте полученные данные по всем устройствам.
5. Аналогично рассчитайте активную мощность вашей нагрузки. Для расчета активной мощности используйте следующую формулу.
Расчет мощности. Правило выбора ИБП по мощности
Итак, мы получали два значения мощности нашей нагрузки – полную мощность и активную мощность. Основное правило выбора ИБП по мощности заключается в следующем: номинальная мощность источника бесперебойного питания должна быть на 25% больше чем мощность вашей нагрузки. Причем правило это должно работать как для полной мощности ИБП, так и для активной мощности. Разумеется, можно подобрать ИБП, номинальная мощность которого равна или немного больше мощности нагрузки. Такой вариант допустим, и будет работать, однако срок службы нагруженного на 100% ИБП будет существенно (в разы) меньше, чем срок службы ИБП, нагрузка которого не превышает 80% от номинальной.
Расчет мощности ИБП. Приблизительная мощность некоторых электроприборов
Ниже приведены ориентировочные значения потребления электроэнергии различными бытовыми электроприборами.
Бытовая техника.
Телевизор – 80 Вт.
Стиральная машина – 500…2000 Вт.
Холодильник – 1000 Вт.
Микроволновая печь – 1000 Вт.
Электрочайник – 2000 Вт.
Электрическая плита – 1000…2000 Вт.
Пылесос – 200…3000 Вт.
Утюг – 400…2000 Вт.
Лампа накаливания бытовая – 25…75 Вт.
Лампа люминесцентная бытовая – 5…30 Вт.
Компьютерная техника.
Сетевой роутер, хаб – 10…20 Вт.
Системный блок персонального компьютера – 200…1000 Вт.
Системный блок сервера – 300…1500 Вт.
Монитор ЭЛТ – 15…200 Вт.
Монитор ЖК – 20…60 Вт.
Примерно через три-шесть месяцев работы стоимость данных, хранящихся на новом рабочем компьютере, начинает превышать стоимость самого компьютера. В случае с сетевым сервером такая ситуация может возникнуть уже через несколько недель после его установки.
В 50 70% случаев причиной сбоев в работе электронных приборов является некачественное электроснабжение. При сбое электропитания одна некорректная сессия записи данных может разрушить всю файловую систему.
Даже если сбои и не приводят к катастрофическим последствиям сразу, то спустя некоторое время чувствительная электронная начинка вашего ПК может попросту «взбунтоваться» из-за постоянных циклов включения/выключения.
В России получили известность данные исследований, проведенных в США фирмами Bell Labs и IBM. Согласно данным Bell Labs и IBM (США), каждый персональный компьютер подвергается воздействию 120 нештатных ситуаций с электропитанием в месяц.
Виды сбоев электропитания
|
Вид сбоя электропитания |
Причина возникновения |
Возможные последствия |
|
Пониженное напряжение, провалы напряжения |
|
|
|
Повышенное напряжение |
|
|
|
Высоковольтные импульсы |
|
|
|
Электрический шум |
|
|
|
Полное отключение напряжения |
|
|
|
Гармонические искажения напряжения |
|
|
|
Нестабильная частота |
|
|
Характеристики ИБП (UPS):
выходная мощность, измеряемая в вольт-амперах (VA) или ваттах (W);
время переключения, то есть время перехода ИБП (UPS) на питание от аккумуляторов (измеряется в миллисекундах, ms);
время автономной работы, определяется емкостью батарей и мощностью подключенного к ИБП (UPS) оборудования (измеряется в минутах, мин.);
ширина диапазона входного (сетевого) напряжения, при котором ИБП (UPS) в состоянии стабилизировать питание без перехода на аккумуляторные батареи (измеряется в вольтах, V);
срок службы аккумуляторных батарей (измеряется годами, обычно 5 и 10 лет).
Основные электрические параметры ИБП (UPS)
Выходная мощность ИБП (UPS)
Выходная мощность ИБП (UPS) определяется как произведение напряжения (в вольтах, V) на силу тока (в амперах, А).
Мощность, потребляемая нагрузкой, определяется как произведение выходной мощности ИБП (UPS) (в вольт-амперах, VA) на коэффициент мощности нагрузки (Power Factor, PF).
Следует выбирать такой ИБП (UPS), для которого выполняется следующее условие:
P выходная мощность ИБП (UPS) (VA), Wн мощность, потребляемая нагрузкой (VA),
PF коэффициент мощности, который для персональных компьютеров принимается равным 0,7.
Обычно величина потребляемой мощности указана на наклейке, расположенной на задней крышке устройств.
Форма выходного напряжения ИБП (UPS)
Источник бесперебойного питания является временным заменителем электрической сети для подключенного к нему оборудования.
В электрической сети напряжение имеет синусоидальную форму или форму, близкую к синусоиде. Разумеется, все компьютеры и другое оборудование, предназначенное для питания от сети переменного тока, рассчитано именно на синусоидальное напряжение. Но почти все виды оборудования, в том числе компьютеры, могут более или менее нормально работать с напряжением, которое очень сильно отличается от синусоидального.
Раньше некоторые ИБП (UPS) с переключением имели выходное напряжение в форме меандра (прямоугольных импульсов разной полярности).
Рис. 1. Меандр
Для того чтобы среднеквадратическое и амплитудное значение прямоугольного напряжения были равны соответствующим значениям синусоидального напряжения, производители современных ИБП (UPS) с переключением слегка изменили форму меандра, введя паузу между прямоугольными импульсами разной полярности.
Рис. 2. Меандр с паузой.
Напряжение такой формы производители ИБП (UPS) называют «ступенчатым приближением к синусоиде» (англ. stepped approximation to a sine wave). Эта форма кривой позволяет, при правильно подобранных амплитуде напряжения и длительности пауз, выполнить требования разных нагрузок. Например, при длительности паузы около 3 мс (для частоты 50 Гц) действующее значение напряжения совпадает с действующим значением синусоидального напряжения той же амплитуды.
Реальная форма выходного напряжения ИБП (UPS) с переключением приведена на рис. 3.
Рис. 3. Осциллограммы напряжения и тока персонального компьютера, подключенного к ИБП (UPS) с переключением.
На этой же осциллограмме приведена и кривая потребляемого компьютером тока. Cильные импульсные токи, потребляемые компьютером в моменты начала и конца прямоугольного импульса, не влияют на работу компьютера. Они полностью подавляются блоком питания компьютера, на выходе которого наблюдается постоянное напряжение с обычным уровнем пульсаций.
Компьютер, защищаемый ИБП (UPS) с переключением, питается несинусоидальным напряжением только в моменты работы ИБП (UPS) от батареи (т.е. очень кратковременно). При работе ИБП (UPS) от сети компьютер питается сетевым напряжением, сглаженным с помощью встроенных в ИБП (UPS) фильтров шумов и импульсов.
Подавление шумов
Шумы это небольшие случайные отклонения напряжения от номинала, в основном высокочастотные. Шумы подавляются входными фильтрами ИБП (UPS). Степень подавления зависит от частоты шума. В среднем, у ИБП (UPS) подавление шума составляет от 10 Дб при частоте 0,15 МГц до 50 Дб при частоте 30 МГц.
Подавление импульсов
В мире существуют несколько стандартов, описывающих требования к ИБП (UPS) относительно защиты от импульсов.
Наиболее распространенный стандарт относится к типичным офисным условиям и подразумевает испытание ИБП (UPS) путем подачи на его вход импульса напряжением 3000 В. В ИБП (UPS) разных типов используются разные технологии подавления импульсов. В оффлайновых и линейно-интерактивных моделях ИБП (UPS), как правило, используется варисторная защита от импульсов. Простой и эффективный варисторный шунт может подавлять импульсы с токами огромной амплитуды.
Коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия это отношение мощности, потребляемой нагрузкой ИБП (UPS) к полной потребляемой ИБП (UPS) мощности. Чем выше КПД, тем эффективнее используются энергоресурсы. КПД ИБП (UPS) может колебаться от 85 до 97% в разных классах и при разных режимах работы устройств.
Время работы от батареи
Для большинства обычных офисных ИБП (UPS) небольшой мощности время работы от батареи при максимальной нагрузке составляет 4−15 минут.
Если нагрузка ИБП (UPS) меньше максимальной, то время работы от батареи увеличивается. Из-за нелинейности разрядной кривой аккумуляторной батареи это увеличение не пропорционально уменьшению нагрузки. Если нагрузка уменьшилась вдвое, то время работы может увеличиться в 2.5−5 раз, если втрое, то время увеличивается в 4−9 раз и т.д.
ИБП (UPS) большой мощности и некоторые ИБП (UPS) малой мощности имеют возможность увеличения времени автономной работы за счет замены батареи на батарею большей емкости или установки дополнительной батареи. Батарея большей емкости может устанавливаться в том же корпусе или может устанавливаться дополнительный корпус для батареи.
Коэффициент мощности. Ватты и вольт-амперы
Знать мощность подключенного к ИБП (UPS) оборудования необходимо для того, чтобы не превысить предельную допустимую нагрузку ИБП (UPS). Но нагруженность (или перегруженность) ИБП (UPS) определяется не только тем, какая мощность выделилась в нагрузке, а еще и тем, какой ток течет через ИБП (UPS). Поэтому при указании предельной для ИБП (UPS) нагрузки обычно указывают максимальную полную мощность в вольт-амперах и максимальную активную мощность в ваттах.
Выбирать ИБП (UPS) нужно так, чтобы максимальная мощность нагрузки не превышала максимальной мощности ИБП (UPS).
Полная мощность нагрузки должна быть меньше номинальной полной мощности ИБП (UPS) (нужно сравнивать вольт-амперы ВА). А активная мощность нагрузки не должна превышать номинальной активной мощности ИБП (UPS) (нужно сравнивать ватты Вт).
Для разных нагрузок и разных ИБП (UPS) ограничением может быть или полная, или активная мощность. Чаще всего (для компьютерных нагрузок) ограничением является полная мощность.